CN107829527A - 一种钢筋连接接头以及连接施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋连接接头以及连接施工方法，所述钢筋连接接头包括钢筋A和钢筋B的连接端以及多个连接机构，其中，每个连接机构包括连接件、约束件以及锁紧件，其中，所述连接件为U形，该连接件的两端设置有螺纹连接部；所述约束件在与所述螺纹连接部的对应位置处设置有通道；所述锁紧件上设置有与所述螺纹连接部配合的螺纹孔；所述钢筋A和钢筋B的表面与连接件的内壁和约束件咬合，该钢筋A和钢筋B之间的接触面相互压紧并挤合。应用本发明的钢筋连接接头对钢筋A和钢筋B进行连接的容许误差范围较大，连接工具小型化，容易操作，具有很好的经济性；钢筋连接安全可靠，并能达到I级钢筋连接接头标准。

Description

一种钢筋连接接头以及连接施工方法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工技术的钢筋连接器具，具体涉及一种钢筋连接接头以及连接施工方法。

背景技术

当前，国家提出了绿色建筑及建筑工业化的未来建筑业发展方向；并提出利用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30％；建筑工业化成为当前发展的重要课题，是政策鼓励和支持的发展产业。

目前在建筑业从传统现场施工过度到工业化生产的进程中，新的技术结构体系和建筑机械中的大型运输和吊装设备发展为工业化生产、现场装配提供强有力的支持。然而，目前我国建筑工业化的安装配套工艺基本还延续采用传统施工中的工艺，这些传统施工工艺存在的一些技术问题成为制约建筑工业化发展的因素。例如，在钢筋连接施工中，现有的连接方法主要有：

(1)钢筋绑扎搭接；(2)钢筋焊接；(3)钢筋套管灌浆连接，具体又包括：(3.1)钢筋短管灌浆连接；(3.2)应用前述三种连接方式的混合连接，主要包括：(3.3)一端挤压或螺纹套管+一端套管灌浆；(3.4)套管+搭接；(4)套管(机械)连接，具体又包括：(4.1)螺纹短管连接；(4.2)传统冷挤压短管连接；(4.3)连接件加契合件(塞子)挤压连接；(4.4)其他机械连接等。

上述这些钢筋连接方法应用到预制装配式混凝土结构施工中都存在有不同方面缺点，具体地：

1、采用(1)钢筋绑扎搭接的不足在于：搭接长度大，现场后浇混凝土量大，可以预制部分比例减少很大，预制率降低；现场还要使用较大量模板，无法发挥装配优势，采用错开搭接搭接区更大、更明显不适用于工业化需求。

2、采用(2)钢筋焊接的不足在于：现场焊接钢筋无法达到一类焊缝要求，另外由于焊接对钢筋的热处理，也很难达到建筑抗震钢筋连接的I、Ⅱ级接头标准《钢筋机械连接技术规程JGJ107-2010》。

3、采用(3)钢筋套管连接的不足在于：钢筋要求准确对位，要求连接的钢筋正对且要套入套管内，由于钢筋生产误差和运输过程的冲击导致预留钢筋会产生弯曲变位，因此要求每一根钢筋必需检查调直，而钢筋对位入套是在吊装过程的空中完成，为施现场工带来很大难度，施工效率不高。

采用目前的钢筋连接技术并未很好解决预制构件钢筋连接，如装配式建筑预制水平构件的两端钢筋很难同时与已安装的两边构件预留钢筋实现I级接头连接，目前处理这种连接较多采用的是一端采用机械连接，另一端采用搭接，其不足之处在于：搭接预留的非预制段较长，导致预制率低。

4、采用(4)套管机械连接：

4.1、(4.1)螺纹套管连接，在预制构件的预埋钢筋是无法转动钢筋实现二根预埋连接的，由于钢筋端部开有丝牙，这会减小钢筋截面的面积，从而很难达到I级连接接头。

4.2传统挤压套管连接(即《带肋钢筋套管挤压连接技术规程》JGJ107-2003)，要求精准定位和精准预留长度，在现场施工难度大外；以及授权公告号为CN20699799U的实用新型专利公开了“一种钢筋连接件、连接方法、钢筋连接接头及专用挤压模具”，虽然解决(1)-(3)中的传统套管连接的要求精准定位和精准预留长度；但上述4.2的二种套管连接都需要辅助的专用工具和设备：液压油泵机、液压连接器具、钢筋连接挤压模具，整体设备要机械搬运，施工不便且成本高。

4.3、连接件加契合件(塞子)挤压连接：例如公开号为CN101506446A的发明专利申请公开了“钢筋接合件”，所述钢筋接合件存在连接质量问题以及安全可靠度低；而专利号为ZL028047230、ZL2004800020207以及专利申请号为2015800007910的专利文献所记载的技术在实际工程中(至少在我国)是无法应用在钢筋连接上的。

4.4、其他机械连接，申请号为201510906285X的发明专利申请公开了“U型螺栓钢筋连接器”，所述U型螺栓钢筋连接器在实施过程中要求待连接钢筋必须在同一直线且长度精准、且钢筋的肋与连接器的连接板的凹槽为对应关系，对连接钢筋肋方向有一定要求，对于一个预制构件的多根钢筋、且二端都要连接时非常困难每一根都同时对准连接、还要钢筋的肋与连接器的连接板的凹槽对应是不可能做到的，因此不适用装配建筑预制构件之间的钢筋连接。

综上所述，采用目前的钢筋连接技术并未很好解决预制构件钢筋连接的问题，如装配式建筑的预制构件钢筋连接，该装配式建筑构件的钢筋主要有其特点：(a)钢筋是固定在预制构件上的，不能改变钢筋的肋方向；(b)钢筋的长度有误差；(c)钢筋预埋预留的位置有误差；(d)钢筋连接受到预制构件的空间影响，无法使用中型以上工具；(e)预制构件重量较大，不好移动，(f)一个构件可能两个方向都有钢筋连接，甚至四个连接面都有钢筋连接，这种情况要把所有面的所有钢筋精准定位是很困难的。这要求：(1)钢筋连接件和方式需要一定的容错性(即容许一定误差)，能把在一定误差范围的钢筋连接好，(2)连接工具小型化、容易操作，(3)钢筋连接接头安全可靠性高，并能达到I级接头连接。然而，目前钢筋连接技术不能全面满足上述装配建筑钢筋连接的技术要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钢筋连接接头，该钢筋连接接头对钢筋进行连接的容错性强，连接件简单(可以在市场上采购)，连接工具小型化，容易操作；钢筋连接安全可靠并能达到I级钢筋连接接头标准。

本发明的另一个目的在于提供一种应用所述钢筋连接接头的连接施工方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种钢筋连接接头，包括平行地靠在一起形成搭接重叠段的钢筋A和钢筋B的连接端以及设置在该连接端处的不少于二个连接机构，其中，每个连接机构包括连接件、约束件以及锁紧件，其中，所述连接件为U形，该连接件的两端设置有螺纹连接部；所述约束件在与所述螺纹连接部的对应位置处设置有可供螺纹连接部穿过的通道；所述锁紧件上设置有与所述螺纹连接部配合的螺纹孔；所述约束件套入所述连接件中，所述锁紧件旋入所述螺纹连接部，所述钢筋A和钢筋B的表面与连接件的内壁和约束件咬合，该钢筋A和钢筋B之间的接触面相互压紧并挤合。

优选地，多个连接机构中的连接件的螺纹连接部的朝向为同向或异向相互错开180°。其目的在于增强连接均匀性(即减少方向性差异)，从而减少损坏概率。

优选地，所述连接件中除螺纹连接部的截面为圆形外，其他部位的截面均为方形。这样可以增加连接摩擦面，增强连接，减少损坏概率。

进一步地，连接件中具有方形截面的部分的其中一个菱角边正对着钢筋A或钢筋B。其作用在于增强连接件与钢筋A或钢筋B的挤合，更进一步增强连接强度，减少损坏概率。

优选地，所述约束件在与钢筋A或钢筋B接触的位置处设置有与钢筋表面相配合的圆弧面。这样可以增加约束件与钢筋接触面之间的摩擦，从而加强连接强度。

优选地，所述连接件为U型螺栓，所述锁紧件为与该U型螺栓相配合的配套螺帽，其中，所述U型螺栓采用比连接钢筋强度低和延展性好的钢材料制作。作用是不损伤连接钢筋主体，又能使连接件与钢筋更好挤合。

优选的，所述约束件上的通道可以是通孔或者凹槽或者为钩。其作用是即可使约束件沿U型螺栓的螺纹连接部作直线运动，又能起到约束U型螺栓开口扩大的作用。

优选地，所述钢筋A和钢筋B的连接端弯折相同的角度，该钢筋A和钢筋B中除连接端外的其他部分的轴心线在同一直线上。这样可以使得钢筋A和钢筋B的轴线在同一直线上，从而避免钢筋偏心作用。

一种应用所述钢筋连接接头的连接施工方法，包括以下步骤，

根据待连接的钢筋A和钢筋B的直径以及受力情况选择与之匹配的连接机构以及连接机构的数量；将待连接的钢筋A和钢筋B的连接端平行地靠在一起形成搭接重叠段；并将连接件套在钢筋A和钢筋B的搭接重叠段上；随后在连接件的螺纹连接部处套入约束件，最后将锁紧件安装在所述连接件的螺纹连接部上并锁紧；从而令连接件的内壁和约束件与钢筋A和钢筋B表面紧密挤合在一起，且钢筋A和钢筋B之间的接触面相互压紧并挤合；通过钢筋A和钢筋B与连接件和约束件之间以及钢筋A与钢筋B之间的挤合和摩擦实现被连接钢筋之间力的传递，实现连接。

优选的，锁紧件的锁紧通过具有扭矩控制功能扳手或者调节设置扭矩值的电动工具来实现精准控制挤压力。其目的在于，通过具有扭矩控制功能的工具精准地控制施加在锁紧件上的扭矩的大小，从而控制锁紧件的松紧程度，防止锁紧件的螺纹孔和连接件的螺纹连接部的螺纹损坏。由于钢筋A和钢筋B为带横纹的热挤压带肋钢筋，钢筋A和钢筋B的表面之间的摩擦系数以及钢筋A和钢筋B与连接件和约束件之间的摩擦系数均大于1.0；因此，当所述约束件对钢筋A和钢筋B的压力产生摩擦力大于钢筋A和钢筋B的受拉(压)承载能力时，即所述钢筋A、钢筋B、连接件和约束件之间的摩擦力就大于钢筋A和钢筋B的受拉(压)承载能力，所述钢筋A和钢筋B就不会发生相对位移，因此，只要根据钢筋A和钢筋B的直径大小采用合理连接机构的数量和合理的连接机构之间的间距(一般控制10cm间距)，就能确保钢筋A和钢筋B不会出现连接破坏。

本发明与现有技术包括公开的专利技术相比具有下列优点：

1、本发明的钢筋连接接头可以通过用简单的工具(例如扳手)就可以将锁紧件拧紧实现钢筋连接，并达到I级接头连接。所述连接机构结构简单且可以从市场采购；从而很好地解决目前国家“十三五”装配式建筑中钢筋连接的技术问题：通过简单轻便的连接机构用最简单的、最常用以及最轻便的工具实现钢筋的最高等级连接，效果是非常显著的，此连接方式是报道的首创的钢筋连接方式。

2、本发明的钢筋连接接头可以通过灵活地调整连接机构的数量和安装位置实现对不同钢筋连接和达到不同连接要求，并能实现钢筋I级接头连接。

3、本发明的钢筋连接接头和连接施工方法具有很好的经济性、可靠性和实用性。

4、本发明的钢筋连接接头及连接施工方法是对钢筋连接技术的一种补充，其在装配式建筑适用性更好，超越现有所有钢筋连接方式。

5、本发明的连接施工方法能根据约束件对钢筋的挤压力的大小，调整连接机构的数量以实现钢筋的连接，易于控制，便于现场施工的控制。

6、与大部分现有的钢筋连接技术相比，本发明的钢筋连接技术容许待连接的钢筋位置和长度容许存在一定误差，且对待连接的钢筋的方向和该钢筋的肋纹是否与连接件配合没有任何要求。

附图说明

图1-图4为本发明的钢筋连接接头的第一个实施方式的结构示意图，其中，图1为立体结构示意图，图2为图1的A-A方向的剖视图，图3为图2中的B-B方向的剖视图，图4为图1中约束件的立体结构示意图。

图5-图8为本发明的钢筋连接接头的第二个实施方式的结构示意图，其中，图5为立体结构示意图，图6为图5的A-A方向的剖视图，图7为图6中的B-B方向的剖视图，图8为图5中约束件的立体结构示意图。

图9-图12为本发明的钢筋连接接头的第三个实施方式的结构示意图，其中，图9为立体结构示意图，图10为图9的A-A方向的剖视图，图11为图10中的B-B方向的剖视图，图12为图9中约束件的立体结构示意图。

图中：1-连接机构，2-连接件。3-锁紧件，4-约束件，5-钢筋A，6-钢筋B。

具体实施方式

实施例1

参见图1-图4，本发明的钢筋连接接头包括平行地靠在一起形成搭接重叠段的钢筋A5和钢筋B6的连接端以及设置在该连接端处的两个连接机构1，其中，所述连接机构1安装在连接端的端部，每个连接机构1包括连接件2、约束件4以及锁紧件3，其中，所述连接件2由U型螺栓构成，该U型螺栓的两端的螺栓构成所述螺纹连接部；所述锁紧件3由与所述U型螺栓配合的配套螺帽构成；所述约束件4为扁长形的铁块、该铁块的两端在与所述U型螺栓两端的螺纹连接部的位置处各设置有一个稍大于螺纹连接部的直径的通孔，所述铁块与U型螺栓构成闭合的钢筋约束体，该铁块套入所述U型螺栓中，所述配套螺帽旋入所述螺纹连接部，通过钢筋A5和钢筋B6之间的接触面和钢筋A5和钢筋B6与U型螺栓和铁块之间的接触面相互压紧并挤合的静摩擦力和横纹咬合力，实现钢筋的轴力在钢筋之间传递实现钢筋连接。上述的U型螺栓和配套螺帽都可以在市场上买到，只有按照国家有关规定就可以用于钢筋连接。

参见图2和图3，所述U型螺栓中的各部位的截面为圆形。这样可以增加连接摩擦面，增强连接，减少损坏概率。

参见图4，所述约束件4为长方体且与钢筋A5或钢筋B6的接触面为平面。

所述连接机构1可以采用低强度、延展性(可塑性好)的钢材制作。如采用Q235钢材做的连接机构1，其确保连接是需要连接的钢筋不会受到损伤，连接件2和约束件4的变形又增加连接摩擦力，以利于实现达到I级钢筋机械连接。

实施例2

参见图5-图8，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述钢筋连接接头包括平行地靠在一起形成搭接重叠段的钢筋A5和钢筋B6的连接端以及三个连接机构1，三个连接机构1分别位于钢筋A5和钢筋B6搭接重叠段的两端和中部且相邻两个连接机构1之间的U型螺栓的开口的朝向相同。

参见图6和图7，所述U型螺栓除设螺纹连接部的截面为圆形外，其余部位的截面为方形，这样可以增加连接摩擦面，增强连接，减少损坏概率。

参见图8，所述约束件4在与钢筋A5或钢筋B6接触的位置处设置有与钢筋A5或钢筋B6的表面相配合的圆弧面，这样可以增加铁块与钢筋A5或钢筋B6的接触面之间的摩擦，从而加强连接强度。

参见图8，所述约束件4的通道一个为稍大于螺纹连接部的直径的通孔，另一个为U形槽。这样，所述约束件4可以套在所述U型螺栓上，使得所述约束件4与所述U型螺栓之间形成封闭式连接结构，从而实现对钢筋A5和钢筋B6的连接。

其余部分按照实施例1实施。

实施例3

参见图9-图12，,本实施例与实施例2的不同之处在于，所述钢筋连接接头包括平行地靠在一起形成搭接重叠段的钢筋A5和钢筋B6的连接端以及三个连接机构1，所述钢筋A5和钢筋B6的连接端弯折相同的角度，该钢筋A5和钢筋B6的中除连接端外的其他部分的轴心线在同一直线上。三个连接件2分别位于钢筋A5和钢筋B6搭接重叠段的两端和中部，其中一端的连接机构1与中部的连接机构1之间的U型螺栓的开口的朝向相同，另一端的连接机构1与中部的连接机构1之间的U型螺栓的开口的朝向异向错开180°。

参见图10和图11，所述U型螺栓除设螺纹连接部的截面为圆形外，其余部位的截面为方形且该U型螺栓中截面为方形的部位的一条菱边正对着钢筋A5和钢筋B6。设置菱边作用在于当菱边在发生变形时能与钢筋贴合更加紧密，增加连接咬合面积，从而增强连接强度，减少损坏概率。

参见图12，所述约束件4的两个通道均为U形槽，其目的在于，所述U形槽便于施工连接。

其余部分按照实施例2实施。

实施例4

本发明的用于钢筋连接接头的连接施工方法，包括以下步骤，

根据待连接的钢筋A5和钢筋B6的直径以及受力情况选择与之匹配的连接机构1以及连接机构1的数量；将待连接的钢筋A5和钢筋B6的连接端平行地靠在一起形成搭接重叠段；并将U型螺栓套在钢筋A5和钢筋B6的搭接重叠段上；随后在U型螺栓的螺纹连接部处套入铁块，最后将配套螺帽安装在所述U型螺栓的螺纹连接部上并锁紧；从而令U型螺栓的内壁和铁块与钢筋A5和钢筋B6表面紧密挤合在一起，且钢筋A5和钢筋B6之间的接触面相互压紧并挤合；通过钢筋A5和钢筋B6与U型螺栓和铁块之间以及钢筋A5与钢筋B6之间的挤合和摩擦实现被连接钢筋之间力的传递，实现连接。

参见图1-图12，所述配套螺帽的锁紧通过具有扭矩控制功能扳手或者调节设置扭矩值的电动工具或者来实现精准控制挤压力。通过具有扭矩控制功能的工具精准地控制施加在锁紧件3上的扭矩的大小，从而控制配套螺帽的松紧程度，防止配套螺帽的螺纹孔和U型螺栓的螺纹连接部的螺纹损坏。由于钢筋A5和钢筋B6为带横纹的热挤压带肋钢筋，钢筋A5和钢筋B6的表面之间的摩擦系数以及钢筋A5和钢筋B6与U型螺栓和铁块之间的摩擦系数均大于1.0；因此，当所述铁块对钢筋A5和钢筋B6的压力产生摩擦力大于钢筋A5和钢筋B6的受拉(压)承载能力时，即所述钢筋A5、钢筋B6、U型螺栓和铁块之间的摩擦力就大于钢筋A5和钢筋B6的受拉(压)承载能力，所述钢筋A5和钢筋B6就不会发生相对位移，因此，只要根据钢筋A5和钢筋B6的直径大小采用合理连接机构1的数量和合理的连接机构1之间的间距(一般控制10cm间距)，就能确保钢筋A5和钢筋B6不会出现连接破坏。

上述为本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢筋连接接头，其特征在于，包括平行地靠在一起形成搭接重叠段的钢筋A和钢筋B的连接端以及设置在该连接端处的不少于二个连接机构，其中，每个连接机构包括连接件、约束件以及锁紧件，其中，所述连接件为U形，该连接件的两端设置有螺纹连接部；所述约束件在与所述螺纹连接部的对应位置处设置有可供螺纹连接部穿过的通道；所述锁紧件上设置有与所述螺纹连接部配合的螺纹孔；所述约束件套入所述连接件中，所述锁紧件旋入所述螺纹连接部，所述钢筋A和钢筋B的表面与连接件的内壁和约束件咬合，该钢筋A和钢筋B之间的接触面相互压紧并挤合。

2.根据权利要求1所述的钢筋连接接头，其特征在于，不少于二个连接机构中的连接件的螺纹连接部的朝向为同向或异向相互错开180°。

3.根据权利要求1所述的钢筋连接接头，其特征在于，所述连接件中除螺纹连接部的截面为圆形外，其他部位的截面均为方形。

4.根据权利要求3所述的钢筋连接接头，其特征在于，所述连接件中具有方形截面的部分的其中一个菱角边正对着钢筋A和钢筋B。

5.根据权利要求1或2所述的钢筋连接接头，其特征在于，所述约束件在与钢筋A或钢筋B接触的位置处设置有与钢筋A或钢筋B的表面相配合的圆弧面。

6.根据权利要求1或2所述的钢筋连接接头，其特征在于，所述连接件为U型螺栓，所述锁紧件为与该U型螺栓相配合的配套螺帽，其中，所述U型螺栓采用比连接钢筋强度低和延展性好的钢材料制作。

7.根据权利要求1或2所述的钢筋连接接头，其特征在于，所述钢筋A和钢筋B的连接端弯折相同的角度，该钢筋A和钢筋B中除连接端外的其他部分的轴心线在同一直线上。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的钢筋连接接头，其特征在于，所述约束件中的通道为通孔或者凹槽或者为钩。

9.一种应用权利要求1所述的钢筋连接接头的连接施工方法，其特征在于，包括以下步骤，

根据待连接的钢筋A和钢筋B的直径以及受力情况选择与之匹配的连接机构以及连接机构的数量；将待连接的钢筋A和钢筋B的连接端平行地靠在一起形成搭接重叠段；并将连接件套在钢筋A和钢筋B的搭接重叠段上；随后在连接件的螺纹连接部处套入约束件，最后将锁紧件安装在所述连接件的螺纹连接部上并锁紧；从而令连接件的内壁和约束件与钢筋A和钢筋B表面紧密挤合在一起，且钢筋A和钢筋B之间的接触面相互压紧并挤合；通过钢筋A和钢筋B与连接件和约束件之间以及钢筋A与钢筋B之间的挤合和摩擦实现被连接钢筋之间力的传递，实现连接。

10.根据权利要求9所述的连接施工方法，其特征在于，锁紧件的锁紧通过具有扭矩控制功能扳手或者调节设置扭矩值的电动工具来实现精准控制挤压力。